氢

自然界中的氢气

在地球上的纯粹形式，氢气通常是一种气体。氢气也是构成水分子的部分之一。氢很重要，因为它是为太阳和其他恒星提供动力的燃料。氢气约占整个宇宙的74%。氢气在元素周期表中的符号是H。

纯净的氢气通常是由两个氢原子连接而成的。科学家将这些分子称为双原子分子。氢气与大多数其他元素混合时，会产生化学反应。它没有颜色或气味。

纯粹的氢气在地球的大气层中非常不常见。在自然界中，它通常存在于水中。氢气也存在于所有的生物体中，是生物体组成的有机化合物的一部分。此外，氢原子可以与碳原子结合，形成碳氢化合物。石油和其他化石燃料是由这些碳氢化合物组成的，通常用于创造供人类使用的能源。

氢有三种同位素；其他的被称为氘和氚。与普通氢一样，它们都只有一个质子和一个电子，但氘也有一个中子，氚有两个。这些其他类型的氢在核能和有机化学反应中非常重要。

关于氢气的其他一些事实。

• 它在室温下是一种气体
• 当它是固体时，它的作用就像金属。
• 它是宇宙中最轻的元素。
• 它是宇宙中最常见的元素。
• 当它触及火焰时就会燃烧或爆炸。
• 当它处于等离子体状态时发紫光。

氢气的历史

氢气于1671年由罗伯特-波义耳首次分离。亨利-卡文迪许在1776年确认它是一种独特的元素，并发现燃烧它可以制造水。

安托万-拉瓦锡给氢气起了个名字，它来自希腊语中的水，'υδορ（发音为/HEEW-dor/）和gennen，意思是 "生成"，因为它在与氧气的化学反应中形成水。

氢气的用途

主要用途是石油工业和通过哈伯工艺制造氨气。有些则用于化学工业的其他方面。有一点被用作燃料，例如用于航天器的火箭。人们使用的大部分氢气来自于天然气和蒸汽之间的化学反应。

核聚变

核聚变是一种非常强大的能量来源。它依靠强迫原子在一起制造氦气和能量，就像在太阳这样的恒星或氢弹中发生的那样。这需要大量的能量来启动，而且还不容易做到。与今天的核电站所使用的核裂变相比，一个很大的优势是，它产生的核废料更少，而且不使用像铀这样的有毒和稀有燃料。在太阳上，每秒钟有超过6亿吨的氢气进行聚变。

燃烧氢气

电解水利用电力将水分解成氢气和氧气。燃烧的氢气与氧分子结合，形成蒸汽（纯水蒸气）。燃料电池将氢气与氧分子结合，释放出一个电子作为电力。由于这些原因，许多人认为氢气发电最终将取代其他合成燃料。

氢气也可以作为燃料电池的燃料，或燃烧后为蒸汽涡轮机或内燃机提供热量。氢气可以从许多来源产生，如煤、天然气或电力，因此代表着对电网的宝贵补充；与天然气的作用相同。现在，包括日本、韩国和许多欧洲国家在内的许多国家都计划建立这样一个带有燃料电池汽车的电网和基础设施。这使得这些国家可以减少购买石油，这是一个经济优势。另一个优势是，在燃料电池中使用或像氢气汽车那样在内燃机中燃烧，电机不会产生污染。只有水和少量的氮氧化合物形成。